水工金属结构安全检测与评价技术规程

替代SL101-2014替代SL226-98水工金属结构安全检测与评价技术规程目次1范围 12规范性引用文件 13基本规定 23.1安全检测与评价机构、人员和设备 23.2安全检测与评价内容及项目 23.3安全检测与评价周期 33.4技术资料 34外观与现状检测 54.1一般规定 54.2闸门外观检测 54.3固定卷扬式启闭机现状检测 64.4液压启闭机现状检测 74.5螺杆启闭机现状检测 84.6电气控制设备及保护装置现状检测 84.7压力钢管外观检测 85腐蚀检测 105.1一般规定 105.2闸门（启闭机）腐蚀检测 105.3压力钢管腐蚀检测 116材料检测 127无损检测 138应力检测 158.1一般规定 158.2检测仪器 158.3测点布置 158.4结构静应力检测 168.5运动状态应力检测 169振动检测 189.1一般规定 189.2检测仪器 189.3测点布置 199.4振动响应检测 209.5动力特性检测 2010启闭机运行状况与启闭力检测 2110.1启闭机运行状况检测 2110.2启闭力检测 2111启闭机考核试验 2212复核计算 2312.1一般规定 2312.2闸门复核计算 2312.3启闭机复核计算 2312.4压力钢管复核计算 2413安全评价 2513.1一般规定 2513.2闸门安全评价 2513.3启闭机安全评价 2513.4压力钢管安全评价 2614安全检测与评价报告 28附录A用应变片／花进行应力测量时的主应力计算公式及信号处理（规范性附录）附录B振动检测数据处理与分析（规范性附录）-1-1范围1.1为统一水利水电工程在役金属结构（专指钢闸门、启闭机、压力钢管，不含其它水工金属结构）安全检测与评价的内容和技术要求，保证安全检测与评价工作的质量，特制定本规程。1.2本规程适用于大中型水利水电工程在役金属结构安全检测与评价。小型水利水电工程在役金属结构安全检测与评价可参照执行。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T1172《黑色金属硬度及强度换算值》GB/T3323《金属熔化焊焊接接头射线照相》GB/T5972《起重机钢丝绳保养、维护、检验和报废》GB/T11345《焊缝无损检测超声检测技术、检测等级和评定》GB/T14173《水利水电工程钢闸门制造、安装及验收规范》GB/T26951《焊缝无损检测磁粉检测》GB/T26952《焊缝无损检测焊缝磁粉检测验收等级》GB/T26953《焊缝无损检测焊缝渗透检测验收等级》SL41《水利水电工程启闭机设计规范》SL74《水利水电工程钢闸门设计规范》SL281《水电站压力钢管设计规范》SL381《水利水电工程启闭机制造安装及验收规范》SL432《水利工程压力钢管制造安装及验收规范》-2-3基本规定3.1安全检测与评价机构、人员与设备3.1.1金属结构安全检测与评价机构应具有国家级或省级市场监督管理部门颁发的检验检测机构资质认定证书，证书授权的检测产品／类别、检测项目／参数、检测范围应满足安全检测与评价要求。3.1.2安全检测与评价机构的检测人员应全面了解金属结构设计、制造、安装和运行情况，熟悉相关业务知识，熟练掌握安全检测与评价方法。3.1.3无损检测人员应持有国家水利水电行业相关部门或无损检测学会颁发的与其工作相对应的资格证书。无损检测结果应由取得2级及2级以上资格证书的无损检测人员评定。3.1.4安全检测使用的仪器设备的精度应满足要求并经地（市）级及以上计量检定机构检定或校准合格。3.2安全检测与评价内容及项目3.2.1金属结构安全检测与评价内容应包括现场检测、复核计算、安全评价。3.2.2闸门及启闭机现场检测应包括下列项目：a）外观与现状检测；b）腐蚀检测；c）材料检测；d）无损检测；e）应力检测；f）振动检测；g）启闭力检测；h）启闭机运行状况检测与考核试验。3.2.3压力钢管现场检测应包括下列项目：a）外观检测；b）腐蚀检测；c）材料检测；d）无损检测；e）应力检测；-3-f）振动检测。3.2.4闸门及启闭机现场检测项目宜分为必检项目和抽检项目。外观与现状检测为必检项目，其他项目为抽检项目。压力钢管现场检测项目均为必检项目。3.2.5必检项目应全数检测。抽检项目应根据同类型闸门和同类型启闭机的数量，按比例抽样检测。抽样比例宜根据金属结构运行状况及布置位置等因素，按表3.2.5确定。闸门及启闭机存在明显影响工程安全问题时，抽样比例可不受表3.2.5的限制。表3.2.5抽样比例表闸门（启闭机）数量（扇／台）抽样比例（%）1~10100~3011~3030~2031~5020~1551以上15~103.3安全检测与评价周期3.3.1金属结构应定期进行安全检测与评价。安全检测与评价周期可根据金属结构的运行时间及运行状况确定，宜分为首次检测与评价、定期检测与评价和特殊检测与评价。3.3.2金属结构投入运行后5年内应进行首次检测与评价。首次检测项目应符合3.2.2条、3.2.3条的规定。3.3.3首次检测与评价后，金属结构应每隔6~10年进行定期检测与评价。除必检项目外，定期检测项目可根据金属结构实际运行状况选择确定。3.3.4金属结构运行期间出现下列情况，应立即进行特殊检测与评价。特殊检测项目可根据金属结构实际状况确定（不限于现场检测项目）。a）运行期间曾经超设计工况运行、出现由于误操作引发的安全生产等级事故、遭遇不可抗拒的自然灾害等特殊情况。b）运行期间发现并确认金属结构主要结构件或主要零部件存在影响安全的危害性缺陷。c）金属结构运行状况出现明显异常，可能影响工程安全运行。3.4技术资料3.4.1运行管理单位应向安全检测与评价机构提供安全检测与评价所需要的相关技术资料。3.4.2金属结构安全检测与评价应具备下列技术资料：-4-a）金属结构制造竣工图纸和安装竣工图纸；b）金属结构主要构件和零部件材料出厂质量证明书或检验（复验）报告；c）金属结构制造与安装的最终检验记录、试验记录及有关资料；d）金属结构制造与安装无损检测报告；e）金属结构制造与安装防腐蚀检测报告；f）金属结构重大缺陷处理记录及有关会议纪要；g）金属结构设计修改通知单及相关设计资料；h）金属结构运行管理、检查、与维护报告（记录）；i）金属结构制造安装质量第三方检测报告（如果有）。j）历次安全检测与评价报告及处理报告。54外观与现状检测4.1一般规定4.1.1外观与现状检测应包括闸门外观检测、启闭机现状检测、压力钢管外观检测。4.1.2外观与现状检测前应详细了解金属结构制造安装竣工验收情况，重大缺陷处理情况，运行、维修、保养情况和运行中曾出现的各种异常情况。4.1.3对金属结构制造安装时存在缺陷（已经处理）的部位或零部件、运行时曾经发现异常的部位或零部件应重点检测。4.1.4外观与现状检测结果应及时记录，必要时可采用摄像、拍照等辅助方法进行记录和描述。4.2闸门外观检测4.2.1闸门外观检测应包括下列内容：a）闸门门体外观检测；b）闸门支承及行走装置外观检测；c）闸门吊杆、吊耳外观检测；d）闸门止水装置外观检测；e）闸门平压设备（充水阀或旁通阀）外观检测；f）闸门锁定装置外观检测；g）闸门埋件外观检测。4.2.2闸门门体外观检测应包括下列内容：a）门体的变形、扭曲等；b）主梁、支臂、纵梁、边梁、小横梁、面板等构件的损伤、变形等；c）主要受力焊缝的表面缺陷；d）连接螺栓的损伤、变形、缺件及紧固状况等；e）门体主要构件及连接螺栓的腐蚀状况。4.2.3闸门支承及行走装置外观检测应包括下列内容：a）闸门主轮、滑道、侧向支承、反向支承的转动、润滑、磨损、表面裂纹、损伤、缺件及腐蚀状况等；b）闸门支铰的转动、润滑状况，支铰的表面裂纹、变形、损伤及腐蚀状况；c）人字闸门顶枢和底枢的转动、润滑及腐蚀状况。64.2.4闸门吊杆、吊耳外观检测应包括下列内容：a）吊杆的损伤和变形，吊杆之间的连接状况；b）吊耳的损伤和变形，吊耳与闸门的连接状况，连接焊缝表面裂纹；c）吊杆与吊耳的连接状况；d）吊杆、吊耳的腐蚀状况。4.2.5闸门止水装置外观检测应包括下列内容：a）柔性止水的磨损、老化、龟裂、破损、脱落等；b）刚性止水的磨蚀、变形等；c）止水压板、垫板、挡板的损伤、变形、缺件及腐蚀状况等；d）螺栓的损伤、变形、缺件、紧固状况及腐蚀状况等。4.2.6闸门平压设备（充水阀或旁通阀）外观检测应包括下列内容：a）设备的完整性及操作安全性；b）吊杆和阀体的变形、损伤及腐蚀状况等。4.2.7闸门锁定装置外观检测应包括下列内容：a）锁定装置的操作安全性和灵活性；b）锁定装置的变形、损伤、缺件及腐蚀状况等。4.2.8闸门埋件外观检测应包括下列内容：a）主轨、侧轨、反轨、止水座板、闸槽护角的磨损、脱落、错位等；铰座的表面缺陷、损伤；b）底槛的变形、损伤、错位等；c）门楣、钢胸墙的变形、磨损、错位等；d）埋件的腐蚀状况。e）地脚螺栓的损伤、腐蚀状况。4.3卷扬式启闭机现状检测4.3.1卷扬式启闭机现状检测应包括下列内容：a）机架、门架、桥架检测；b）制动器检测；c）减速器检测；d）卷筒及开式齿轮副检测；e）传动轴及联轴器检测；7f）滑轮组检测；g）钢丝绳检测；h）车轮检测；i）轨道检测。4.3.2机架、门架、桥架检测应包括损伤、变形、焊缝表面缺陷、腐蚀状况检测，连接螺栓完整性及扭紧程度检测，机架与基础的固定状况检测。4.3.3制动器检测应包括制动轮表面缺陷、粗糙度、硬度、腐蚀状况检测及制动轮与制动带的间隙检测等。4.3.4减速器检测应包括齿轮副的啮合状况检测，齿面缺陷、损伤、磨损、腐蚀、胶合状况检测；减速器的油质、油位、渗漏检测等。当齿面磨损严重时，应进行齿面硬度检测。4.3.5卷筒及开式齿轮副检测应包括卷筒表面、辐板、轮缘、轮毂的表面缺陷、损伤、裂纹、腐蚀检测；开式齿轮副的润滑状况、啮合状况检测，齿面缺陷、损伤、磨损、腐蚀检测；当齿面磨损严重时，应进行齿面硬度检测。4.3.6传动轴及联轴器检测应包括表面缺陷、变形、裂纹、腐蚀检测等。4.3.7滑轮组检测应包括表面缺陷、磨损、损伤、变形、腐蚀检测等。4.3.8钢丝绳检测应包括钢丝绳的磨损、变形、绳径、断丝、润滑、腐蚀检测，钢丝绳末端与卷筒及闸门吊点的固定状况检查，钢丝绳在卷筒表面的最小缠绕圈数及排列状况检查，排绳器的运行状况。钢丝绳检测应按GB/T5972的规定执行。4.3.9车轮检测应包括裂纹、磨损、龟裂、起皮等缺陷检测。当车轮磨损严重时，应进行踏面硬度检测。4.3.10轨道检测应包括轨距、侧向弯曲、轨面高差、接头间隙、错位及轨面磨损状况检测。4.4液压启闭机现状检测4.4.1液压启闭机现状检测应包括下列内容：a）机架检测；b）液压缸检测；c）活塞杆检测；d）液压系统检测；8e）液压缸泄漏检测。4.4.2机架检测应符合4.3.2的规定。4.4.3液压缸检测应包括缸体和缸盖的表面缺陷、损伤、变形、腐蚀检测等。4.4.4活塞杆检测应包括表面缺陷、磨损、变形、腐蚀检测等。4.4.5液压系统检测应包括油箱、油泵、阀件、管路的泄漏检测，阀件、仪表的灵敏度、准确度检测等。4.4.6液压缸泄漏检测应包括外部泄漏检测和内部泄漏检测。液压缸不应出现外部泄漏现象；因液压缸内部泄漏引起的闸门沉降量，在24h内不得大于100mm。4.5螺杆启闭机现状检测4.5.1螺杆启闭机现状检测应包括下列内容：a）机箱和机座检测；b）螺杆和螺母、蜗杆和蜗轮检测；c）手动机构检测。4.5.2机箱和机座检测应包括表面缺陷、裂缝、损伤、腐蚀检测和漏油检查等。4.5.3螺杆和螺母、蜗杆和蜗轮检测应包括螺杆弯曲、表面缺陷、裂纹、变形、损伤、磨损腐蚀及润滑状况检测等。4.5.4手动机构检测应包括完整性和可操作性检测。4.6电气设备和保护装置现状检测4.6.1启闭机现地控制设备或集中监控设备应进行完整性检测。4.6.2启闭机电气设备和供配电线路的绝缘及机架、电动机、配电柜等接地系统应进行可靠性检测。4.6.3启闭机动力线路及控制保护、操作系统的电缆线路等应进行敷设状况和老化状况检测。4.6.4启闭机荷载限制装置、行程控制装置、开度指示装置及仪表显示装置等应进行完整性和可靠性检测。4.6.5移动式启闭机缓冲器、夹轨器、锚定装置、风速仪等应进行完整性和可靠性检测。4.7压力钢管外观检测4.7.1压力钢管外观检测应包括下列内容：9a）钢管管壁外观检测；b）钢管支承环、支座外观检测；c）钢管伸缩节外观检测；d）钢管连接部位外观检测。4.7.2钢管管壁外观检测应包括下列内容：a）钢管管壁凹陷、鼓包等明显变形；b）钢管主要受力焊缝的表面缺陷；c）钢管加劲环的损伤和明显变形；d）钢管灌浆孔及周边状况；e）钢管人孔盖板的损伤和变形；f）钢管管壁的腐蚀状况。4.7.3钢管支承环、支座外观检测应包括下列内容：a）钢管支承环、支座的明显变形和损伤；b）钢管支座的运行状况，与管壁的接触面积等；c）钢管支承环、支座的腐蚀状况。4.7.4钢管伸缩节外观检测应包括下列内容：a）钢管伸缩节的明显变形和损伤；b）钢管伸缩节的运行状况；c）钢管伸缩节的腐蚀状况。4.7.5钢管连接部位外观检测应包括下列内容：a）钢管与镇墩、支墩、坝体、墙体等混凝土结构连接处的外观状况；b）钢管与加劲环、支承环、伸缩节的连接状况；c）钢管与主阀的连接状况。105腐蚀检测5.1一般规定5.1.1腐蚀检测应包括腐蚀量检测和腐蚀状况检测。5.1.2腐蚀量检测宜采用测厚仪、测深仪、深度游标卡尺等量测仪器和量测工具；腐蚀状况检测宜采用卷尺、直尺等量测工具。5.1.3腐蚀量检测前应对被检部位表面进行清理，去除表面附着物、污物、腐蚀物等。5.1.4腐蚀状况应按A（轻微腐蚀）、B（一般腐蚀）、C（较重腐蚀）、D（严重腐蚀）四级进行评定，并应符合下列规定：a)A级，表面涂层基本完好，局部有少量蚀斑，构件表面无麻面现象，只有少量浅而分散的蚀坑。在300mmx300mm范围内有1~2个蚀坑，密集处不应超过4个。b)B级，表面涂层局部脱落，有较多蚀斑和蚀坑。在300mmx300mm范围内不超过30个蚀坑，密集处不超过60个。蚀坑平均深度不大于1mm，且小于板厚的5%，蚀坑最大深度不大于2mm，且小于板厚的10％。构件（管壁）尚未明显削弱。c)C级，表面涂层大片脱落，脱落面积大于100mmx100mm，有密集成片的蚀坑，在300mmx300mm范围内超过60个。蚀坑平均深度不大于2mm且小于板厚的10％。最大深度不大于3mm且小于板厚的15％。构件（管壁）已有一定程度的削弱。d)D级，蚀坑较深且密集成片，局部有很深的蚀坑，蚀坑平均深度大于2.0mm且超过板厚的10%，最大深度大于3.0mm且超过板厚的15%；出现孔洞、缺肉等现象。构件（管壁）己严重削弱。5.2闸门（启闭机）腐蚀检测5.2.1腐蚀量检测应符合下列要求：a）检测断面应位于构件腐蚀相对较重部位。b）每个构件（杆件）的检测断面应不少于3个。c）根据板厚及腐蚀状况，将检测对象划分为若干个测量单元，每个测量单元的测点应不少于5个。d）对于构件（杆件）的隐蔽部位，宜适当增加检测断面和测点数量。e）对于严重腐蚀的局部区域，宜增加检测断面和测点数量。f）检测时宜除去构件表面涂层；带涂层测量时应扣除相应的涂层厚度。5.2.2腐蚀检测成果应包括下列内容：11a）构件（杆件）腐蚀量及其频数分布状况，构件（杆件）平均腐蚀量、平均腐蚀速率（mm/a）、最大腐蚀量；b）结构整体腐蚀量及其频数分布状况，结构整体平均腐蚀量、平均腐蚀速率（mm/a）、最大腐蚀量；c）构件（杆件）严重腐蚀局部区域的平均腐蚀量、最大腐蚀量、平均腐蚀速率（mm/a）和最大腐蚀速率（mm/a）。d）严重腐蚀区域的分布范围和面积，占构件（杆件）面积的百分比。5.3压力钢管腐蚀检测5.3.1腐蚀量检测宜根据钢管布置情况分段进行。可按上平段、斜管段、下平段等部位分段进行检测，也可根据钢管环缝分管节进行检测。5.3.2腐蚀量检测应符合下列要求：a）在不同管段上，选择腐蚀相对较重且不少于30％的管节作为检测对象。b）在选定的管节上，每管节应至少选择3个断面进行测量。c）每个检测断面宜根据纵向焊缝情况分区进行测量，每个检测片区的测点数量应不少于3个。d）对于腐蚀程度为D级的管段或管节，宜适当增加检测断面和测点数量。e）检测时宜除去管壁表面涂层；当带涂层测量时，应扣除相应的涂层厚度。5.3.3腐蚀检测成果应包括下列内容：a）各管段或管节的腐蚀部位、腐蚀分布范围和腐蚀面积，腐蚀面积占管段或管节面积的百分比。b）各管段或管节的腐蚀量及其频数分布，各管段或管节的平均腐蚀量、最大腐蚀量、平均腐蚀速率（mm/a）、最大腐蚀速率（mm/a）。c）各管段或管节腐蚀程度为D级的局部区域的平均腐蚀量、最大腐蚀量、平均腐蚀速率（mm/a）、最大腐蚀速率（mm/a）。d）严重腐蚀区域的分布范围和面积，占构件（杆件）面积的百分比。126材料检测6.1材料质量证明书和制造安装竣工文件等资料，能够证明金属结构主要结构件的材料型号和性能符合设计要求时，可不进行材料检测。6.2金属结构主要结构件材料型号不清或对材料型号有疑议时，应进行材料检测并确定材料型号和性能。6.3材料检测应符合下列要求：a）现场条件允许取样时，应按机械性能试验要求取样进行机械性能试验，同时分析材料的化学成分，确定材料型号和性能。b）现场条件不允许取样进行机械性能试验时，可采用光谱分析仪或在受力较小的部位钻取屑样分析材料的化学成分，同时测定材料硬度，按GB/T1172换算得到材料的抗拉强度值，经综合分析确定材料型号和性能。c）取样点应位于结构件受力较小、便于修复的部位，并事先确定修复措施。试样割取部位不得有锐角，周边呈圆弧过渡，圆弧半径不得小于3倍板厚且不小于30mm。d）允许采用先进可靠的无损检测方法进行材料检测。6.4对于在低温环境下运行的金属结构设备，必要时可按规范规定对有低温运行要求的零部件进行低温冲击试验，以鉴定材料的脆化程度。6.5对存在严重质量问题的金属结构，应在出现质量问题的构件或零部件上直接取样进行力学性能试验、化学成分分析和金相分析，确定材料型号和性能。6.6金属结构发生破坏事故后，应在破坏构件和零部件上直接取样进行力学性能试验、化学成分分析和金相分析。137无损检测7.1金属结构的一类焊缝、二类焊缝和受力复杂、易于产生疲劳裂纹的零部件，应进行无损检测。7.2无损检测之应清除检测区域表面附着物、污泥、腐蚀物，必要时可对检测区域表面进行修整打磨处理。7.3焊缝表面有疑似裂纹缺陷时，可选用磁粉检测或渗透检测。磁粉检测应符合GB/T26951的规定；渗透检测应符合GB/T26953的规定。焊缝表面检测合格等级应为2级。7.4焊缝内部缺陷可选用超声波检测或射线检测。超声波检测应符合GB/T11345的规定，检验等级应为B级，按GB/T29712规定的验收等级进行评定。射线检测应符合GB/T3323的规定，检验等级应为B级，一类焊缝合格等级应为II级，二类焊缝合格等级应为III级。7.5内部缺陷检测的焊缝长度占焊缝总长度的百分比应符合下列要求：a）一类焊缝，超声波检测长度应不少于20%，射线检测长度应不少于10％。b）二类焊缝，超声波检测长度应不少于10%，射线检测长度应不少于5％。c）若焊缝多处存在缺陷，宜增加探伤比例。d）发现某条焊缝存在裂纹等连续性超标缺陷，应对整条焊缝进行检测。7.6内部缺陷检测的焊缝数量应符合下列要求：a）一类焊缝应不少于焊缝总条数的20％。b）二类焊缝应不少于焊缝总条数的10％。7.7当采用某种检测方法对所发现的缺陷不能准确定性和定量时，应采用其他无损检测方法进行复查。同一焊接部位或同一焊接缺陷，若采用两种及两种以上无损检测方法检测，应分别按各自的检测标准进行评定，全部合格方为合格。7.8前次检测发现的超标缺陷或经修复处理过的缺陷，应在下次检测时进行全数复测。7.9对于无损检测发现的裂纹或其它超标缺陷，应分析其产生原因，判断发展趋势，对缺陷的严重程度进行评估，并提出处理意见。147.10对于受力复杂，易于产生疲劳裂纹的零部件，应采用渗透检测或磁粉检测进行表面裂纹检查；发现裂纹时，应采用超声波检测或射线检测，确定裂纹走向、长度和深度。-15-8应力检测8.1一般规定8.1.1应力检测应包括结构静应力检测和结构动应力检测。8.1.2应力检测宜用电阻应变计电桥法。亦可采用其他先进可靠的应力检测方法。8.1.3检测前，应根据应力检测所必须具备的工况条件和操作方式等，确认金属结构能满足应力检测所需具备的全部检测条件和要求。8.1.4结构静应力检测宜在实际工况接近设计工况时进行。8.1.5检测中应记录与检测有关的上下游水位、检测工况、运行时间、闸门开度、启闭机荷载等工况信息和其他特征量信息。8.2检测仪器8.2.1检测仪器应适应检测现场温度、湿度和噪声等环境条件。8.2.2应变计电阻、灵敏度系数、漂移等技术指标应满足GB/T13992应变计单项技术指标A级的要求。8.2.3应变计的粘贴应符合厂家的要求，并做好绝缘防潮处理；应变计处于水下时，必须做好防水处理。信号传输导线电阻对检测结果产生影响时，应对检测结果进行导线电阻修正。连接信号传输导线时，应保证连接处接触电阻稳定，并将导线妥善固定。8.2.4数据采集分析仪应符合下列要求：1采样频率应符合静应力检测和动应力检测的要求；2应变测量范围应不小于±3000μm/m；3最高分辨率应大于1μm/m；4不确定度应不大于0.05%FS±3μm/m；54h以上单次采样条件下的系统零漂应不大于4μm/m。8.3测点布置8.3.1应力检测前，应根据结构材料特性、结构特点、荷载条件等，按SL74、SL41、SL432对金属结构进行应力计算或有限元分析，了解结构应力分布情况，确定测点位置和数量。8.3.2测点布置应符合下列规定：-16-1测点应具有代表性，高应力区域和复杂应力区域均应布置足够数量的测点。2在满足检测目的的前提下，测点宜少不宜多。3对称结构可在一侧布置测点，但在对称侧应布置适当数量的比照测点。4为保证检测数据的可靠性，应布置适量的校核测点。8.3.3闸门应力测点宜布置在横梁、纵梁、边梁、支臂、面板、吊耳等主要受力构件的典型应力区域以及腐蚀严重区域。8.3.4启闭机应力测点宜布置在门架（机架）结构主梁、端梁、支腿，液压缸、活塞杆端部，吊杆、吊耳等主要受力构件的典型应力区域以及腐蚀严重区域。8.3.5压力钢管应力测点宜布置在钢管支承环附近管壁、加劲环附近管壁、钢管与镇墩、支墩、坝体、墙体等混凝土结构连接处附近管壁、钢管与伸缩节连接处附近管壁，管段跨中管壁等典型应力区域以及腐蚀严重区域。8.3.6测试部位及测点数量可根据需要调整，测点布置应便于进行测试工作。8.3.7当主应力的方向未知时，应布置三向应变计，当主应力的方向已知时，可布置少于三向的应变计，可参照附录A。8.4结构静应力检测8.4.1结构静应力检测应根据实际荷载情况确定加载程序。荷载可分级时，各级载荷下的结构应力应分级加载检测。荷载不能分级时，宜一次加载检测。8.4.2每级荷载均应重复检测3次，每次检测数据采集应不少于3遍。8.4.3各次检测数据相差超过5％时，应分析原因并重新检测。8.4.4检测结果应与计算结果进行分析比较。必要时宜根据检测工况应力值推算设计工况和校核工况应力值。8.4.5重要的或超大型或有严重制造缺陷的金属结构，应测定其主要受力构件的残余应力，并分析对结构安全产生的影响。8*5结构动应力检测8.5.1结构动应力检测的测点数据应连续采集得到完整的应变应力过程曲线。8.5.2结构动应力检测应重复2~3次。各次检测数据相差超过5％时，应分析原因并重新检测。8.5.3闸门结构动应力检测应经历闸门全关一全开一全关的运行过程，闸了运行过程中宜选取若干个典型开度停留3~5min。-17-8.5.4启闭机结构动应力检测时，应分别检测起升机构带载起升、下降、停车操作时的结构动应力和行走机构带载行走时的结构动应力。8.5.5压力钢管动应力检测时应分别检测机组正常运行时的动应力和机组甩负荷时的动应力。-18-9振动检测9.1一般规定9.1.1结构振动检测应为结构系统的振动特性分析评价、减振消振及结构动态优化设计等提供实测依据。运行过程中发生较为明显的振动并可能影响运行安全的金属结构，应进行振动检测。9.1.2结构振动检测应包括位移、速度、加速度、动应力等振动响应检测和包括固有频率、阻尼比、振型等动力特性检测。检测内容可根据金属结构实际振动情况确定。（*！测仪器9.2.1检测仪器应适应金属结构检测现场的温度、湿度和噪声等环境条件。9.2.2检测仪器的频率范围应覆盖被测信号的有用频率范围，动态范围应适应信号的变化范围。9.2.3检测仪器的采样频率应不小于信号最高频率（或需要的最高频率）的5.12倍，且采样前应考虑抗混滤波。9.2.4检测仪器的整体分辨率对于振动位移应达到10μm。9.2.5检测仪器宜根据振动分析的要求配置多档低通滤波器。9.2.6检测中，可根据需要或频率范围分别测量振动位移、振动速度、振动加速度，或同时测量两种振动量。9.2.7传感器的频率范围应符合振动测试频率要求。振动检测前，可预估被测对象的振动频率范围，并据此选择不同类型的测量传感器。对于0.5Hz~200Hz的低频振动，宜测量振动位移。对于200Hz~1000Hz的中频振动，宜测量速度。对于高频振动，则优先测量振动加速度。9.2.8位移、速度、加速度等振动量宜分别采用专用传感器测量。无专用传感器时，可采用对传感器输出进行积分或微分的方法得到所需振动参数，但应排除可能引起的误差。9.2.9传感器的灵敏度应使最小被测信号电平大于测量系统的动态范围下限电平10dB（约3倍）。传感器的灵敏度也不应过大，以避免最大信号电平使测量系统过载。9.2.10传感器应在关注频率范围内提供平缓响应，在最低被测频率到最高被测频率的频率范围内，传感器的频率-幅值响应非线性偏差应小于±1.5dB。不满足-19-时，可允许此非线性偏差为±3dB。否则，在测量或数据处理中应根据测量系统的实际频率响应进行修正。9.2.11传感器应与结构连接牢固，振动过程中不能松动，电缆及信号线应固定牢靠。9.2.12使用专门工装安装传感器时，应保证该工装有足够的刚度，使传感器安装后工装的固有频率远大于最高被测频率。9.3测点布置9.3.1振动检测前，可先通过有限元分析，计算金属结构的理论振型，观察振动节点位置，在振动响应检测和动力特性检测中，传感器布置均应避开振动节点。9.3.2在满足检测目的的前提下，测点宜少不宜多。9.3.3振动响应检测的测点应布置在振动响应较大的位置。动力特性检测的测点布置应根据结构形式来确定，测点宜完整反映被测对象的振型信息。杆件结构的振动测点宜沿长度方向均匀布置，平（曲）面结构的振动测点宜在平（曲）面上沿水平和竖向均匀布置。9.3.4传感器测振方向应与结构振动方向一致。9.3.5闸门主要检测部位及传感器布置方式应符合下列要求：1轴承座沿着振动方向，布置3个互成90°的单向测振传感器；2面板、主梁、支臂、吊耳板等主要结构件，根据实际振动情况，沿着振动方向布置1个、2个或3个互成90°的单向测振传感器。9.3.6启闭机主要检测部位及传感器布置方式应符合下列要求：1轴承、卷筒轴承座及支架，沿着振动方向，布置3个互成90°的单向测振传感器；2机架主梁、端梁、支腿、液压缸、活塞杆、吊杆等主要结构件，根据实际振动情况，沿着振动方向布置1个、2个或3个互成90°的单向测振传感器。9.3.7压力钢管主要检测部位及传感器布置方式应符合下列要求：1振动检测前，应找出压力钢管振动明显的位置，确定主要检测部位；2振动响应和动力特性检测时，传感器应沿钢管截面径向布置在振动较大处，取3~4个测点，每个测点沿振动方向布置1个、2个或3个互成90°的单向测振传感器；振型检测时，传感器应沿钢管轴线方向布置，测点数应足以表现振型特性。-20-9.4振动响应检测9.4.1水位对振动响应检测结果有直接影响，振动响应检测前，应明确检测水位要求。9.4.2检测前，应根据振动检测的工况条件和操作方式等，检查并确认水工金属结构符合检测条件要求。9.4.3闸门振动响应检测应经历闸门全关一全开一全关的运行过程，闸门运行过程中宜选取若干个典型开度停留3~5min，检测局部开启时的稳态振动响应。9.4.4启闭机振动响应检测时，应分别检测起升机构带载起升、下降、停车操作时的结构振动响应和行走机构带载行走时的结构振动响应。9.4.5压力钢管振动响应检测时，应分别检测机组正常运行时的振动响应和机组甩负荷时的振动响应。9.4.6检测中应记录与检测有关的上下游水位、检测工况、运行时间、闸门开度、启闭机荷载等工况信息和其他特征量信息。9.4.7检测数据的处理和分析可参照附录B。9.4.8振动响应检测数据应包括主要频率的振动幅值、各部件振动之间的相频关系、各部件测点的响应幅值。9.5动力特性检测9.5.1同一结构在不同边界条件下有不同的动力特性（自振特性），检测时应选择符合实际工作状态的边界条件进行。9.5.2动力特性检测的激励方式可采用激振器激励、冲击激励，亦可采用环境激励，如闸门局部开启时的水流激励。并通过传感器测量振动位移、振动速度、振动加速度响应。9.5.3动力特性检测结果应提供水工金属结构整体或主要结构件（如闸门的面板、主梁、支臂，启闭机机架等）的各阶固有频率、阻尼比和振型。-21-10启闭机运行状况与启闭力检测10.1启闭机运行状况检测10.1.1启闭机运行状况检测应在完成启闭机现状检测工作后进行。10.1.2启闭机运行状况检测应包括下列内容：a）启闭机的运行噪音；b）制动器的制动性能；c）滑轮组的转动灵活性；d）双吊点启闭机的同步偏差；e）移动式启闭机的行走状况；f）荷载限制装置、行程控制装置、开度指示装置的准确性及运行可靠性；g）移动式启闭机缓冲器、风速仪、夹轨器、锚定装置的运行可靠性；h）电动机的电流、电压、温升、转速；i）现地控制设备或集中监控设备的运行可靠性。10.2启闭力检测10.2.1启闭力检测应包括启门力检测、闭门力检测和持住力检测。10.2.2启闭力检测工况宜符合或接近设计工况。10.2.3根据启闭机的型式和现场条件，启闭力检测可采用直接检测法或间接检测法。直接检测法宜采用测力计或拉压传感器直接测量启闭力。间接检测法宜采用动态应力检测系统，通过测量吊杆（吊耳）、传动轴的应力换算得到启闭力。对于液压启闭机，宜通过测量液压缸的油压间接得到启闭力。10.2.4每次检测时，测点应力应变数据应连续采集得到完整的启闭力变化过程线，确定最大启闭力。检测应重复进行3次。10.2.5当检测工况与设计工况相差较大时，应根据检测数据，推算设计工况的启闭力。推算时，应考虑止水装置和支承装置局部损坏对启闭力的影响。-22-11启闭机考核试验11.1移动式启闭机应进行启闭机考核试验。固定卷扬式启闭机、液压启闭机、螺杆启闭机等其它类型启闭机不宜进行启闭机考核试验。11.2启闭机考核试验应在完成启闭机运行状况检测工作后进行。考核试验前，启闭机各机构应运转正常，保护装置运行可靠，电气设备接线正确，接地可靠。11.3启闭机考核试验的荷载应不超过SL381或设计文件规定的静载试验荷载值或动载试验荷载值。11.4启闭机考核试验荷载宜采用专用配重试块；静载试验荷载宜分为50％、75％、90％、100％、110％、125％额定荷载，动载试验荷载宜分为50％、75％、90％、100％、110％额定荷载。试验时应逐级增加荷载。11.5静载试验测量机架刚度时，荷载宜离开地面100~200mm，保持时间应不少于10min。然后卸去荷载，测量机架变形。试验应重复3次。必要时应进行机架结构应力检测。11.6静载试验结束后，各部件和金属结构不应有裂纹、永久变形、连接松动或损坏、油漆剥落等缺陷。11.7动载试验时，启闭机应在全扬程范围内重复起升、下降、停车等动作，试验时间应不少于1h。11.8试验过程中应检查各机构的性能状态。机构应工作平稳可靠、动作灵敏，安全保护装置动作正确、可靠。试验结束后，零部件、结构件应无损坏，连接处应无松动或损坏。11.9行走试验最大荷载应为1.10倍设计行走荷载。试验时，应检查门架或桥架的摆动情况，制动装置运行状况，车轮与轨道的配合。-23-12复核计算12.1一般规定12.1.1金属结构复核计算应符合现行相应设计规范的要求。12.1.2金属结构复核计算荷载应符合原设计文件的规定。运行工况发生变化时，计算荷载应结合工程实际重新确定。重新确定的计算荷载应得到运行主管部门的书面确认。12.1.3主要受力构件材料明确无误时，应按设计文件标明的材料复核计算；与设计文件不符的材料，应按检测确认后的材料型号复核计算。12.1.4复核计算时，主要受力构件的厚度及断面尺寸应采用实测尺寸。12.1.5容许应力除执行相应设计规范的规定外，还应考虑运行时间的影响。时间系数的确定应符合下列要求：a）运行时间不足10年的金属结构，时间系数应为1.00。b）中型工程的金属结构运行10~20年、大型工程的金属结构运行10~30年，时间系数应为1.00~0.95。c）中型工程的金属结构运行20年以上、大型工程的金属结构运行30年以上，时间系数应为0.95~0.90。12.2闸门复核计算12.2.1闸门复核计算方法应符合SL74的要求。12.2.2闸门复核计算应包括下列内容：a）闸门主要承载构件的强度复核计算；b）闸门主要受弯构件的刚度复核计算；c）闸门主要受弯、受压和偏心受压构件的整体稳定和局部稳定复核计算。12.3启闭机复核计算12.3.1启闭机复核计算方法应符合SL41的要求。12.3.2启闭机复核计算宜包括下列内容：a）机架主要承载构件的强度复核计算；b）机架主要受弯构件的刚度复核计算；c）机架主要受弯、受压和偏心受压构件的整体稳定和局部稳定复核计算；d）必要时进行电动机静功率复核计算；-24-e）必要时进行液压缸缸体壁厚强度、活塞杆稳定性复核计算；f）必要时进行螺杆强度和稳定性复核计算；g）必要时进行机械零部件复核计算。12.4压力钢管复核计算12.4.1压力钢管复核计算方法应符合SL281的要求。12.4.2压力钢管复核计算应包括下列内容：a）钢管强度复核计算；b）钢管抗外压稳定性复核计算；c）机组甩负荷工况下钢管强度复核计算。-25-13安全评价13.1一般规定13.1.1金属结构安全评价应在现场检测和复核计算基础上进行。13.1.2金属结构安全等级可分为A级（安全）、B级（基本安全）和C级（不安全）。13.2闸门安全评价13.2.1被评定为A级的闸门应符合下列全部条件：a）闸门外观检测符合要求；b）闸门主要构件腐蚀状况为B级（一般腐蚀）以上，蚀余厚度应不小于8mm。c）闸门一类焊缝、二类焊缝符合规范要求，无超标缺陷；d）闸门在设计工况下的强度、刚度和稳定性均符合规范要求；e）闸门在关闭状态和启闭过程中无明显振动。13.2.2被评定为B级的闸门应至少符合下列全部条件：a）闸门外观检测基本符合要求；b）闸门主要构件腐蚀程度为C级（较重腐蚀）以上，蚀余厚度应不小于6mm；c）闸门一类焊缝、二类焊缝存在超标缺陷，但无裂纹等严重危害性超标缺陷；d）闸门在设计工况下的强度、刚度和稳定性基本符合规范要求；最大值不超过容许值5%；e）闸门运行中有明显振动，但经检测振动响应尚不影响闸门安全运行。13.2.3不符合B级条件的闸门应评定为C级。13.3启闭机安全评价13.3.1被评定为A级的启闭机应符合下列全部条件：a）启闭机现状检测符合要求；b）启闭机机架主要构件腐蚀状况为B级（一般腐蚀）以上；c）启闭机机架主要构件强度、刚度和稳定性均符合规范要求；d）启闭机一类焊缝、二类焊缝均符合规范要求，无超标缺陷；e）液压启闭机的液压缸缸体壁厚强度、活塞杆稳定性符合规范要求；f）螺杆启闭机的螺杆强度和稳定性符合规范要求；g）启闭机机械零部件复核计算结果符合规范要求；-26-h）启闭机的额定容量大于闸门最大启闭力10%；i）启闭机运行平稳，安全保护装置动作正确、可靠，符合规范要求。13.3.2被评定为B级的启闭机应符合下列全部条件：a）启闭机现状检测基本符合要求；b）启闭机机架主要构件腐蚀状况为C级（较重腐蚀）以上；c）启闭机机架主要构件强度、刚度和稳定性基本符合规范要求；最大值不超过容许值5%；d）启闭机一类焊缝、二类焊缝符合规范要求，无超标缺陷；e）液压启闭机的液压缸缸体壁厚强度、活塞杆稳定性基本符合规范要求；最大值不超过容许值5%；f）螺杆启闭机的螺杆强度和稳定性基本符合规范要求；最大值不超过容许值5%;g）启闭机的机械零部件的复核计算结果基本符合规范要求；最大值不超过容许值5%；h）启闭机的额定容量大于闸门的最大启闭力；i）启闭机运行平稳，安全保护装置动作正确、可靠，符合运行要求。13.3.3不符合B级条件的启闭机应评定为C级）。13.4压力钢管安全评价13.4.1被评定为A级的压力钢管应符合下列全部条件：a）压力钢管外观检测符合要求；b）压力钢管腐蚀状况为B级（一般腐蚀）以上；蚀余厚度应不小于8mm。c）压力钢管一类焊缝、二类焊缝符合规范要求，无超标缺陷；d）压力钢管在设计工况下的强度、抗外压稳定性均符合规范要求；在机组甩负荷工况下的强度符合规范要求。e）压力钢管在运行过程中无明显振动。13.4.2被评定为B级的压力钢管应符合下列全部条件：a）压力钢管外观检测基本符合要求；b）压力钢管腐蚀程度为C级（较重腐蚀）以上，蚀余厚度应不小于6mm；c）压力钢管一类焊缝、二类焊缝存在超标缺陷，但无裂纹等严重危害性超标-27-缺陷；d）压力钢管在设计工况下的强度、抗外压稳定性基本满足规范要求；在机组甩负荷工况下的强度基本满足规范要求。最大值不超过容许值5%；e）压力钢管运行中有明显振动，但经检测振动响应尚不影响压力钢管安全运行；13.4.3不符合B级条件的压力钢管应评定为C级。-28-14安全检测与评价报告14.1检测机构应提供金属结构安全检测与评价报告。检测报告封面应盖有检测机构CMA标志。14.2金属结构安全检测与评价报告应包括下列内容：a）工程概况及金属结构运行、维修、保养情况；b）金属结构现场检测成果；c）金属结构复核计算成果；d）金属结构安全评价；e）结论与建议。-29-附录A用应变片／花进行应力测量时的主应力计算公式及信号处理（规范性附录）A.1计算主应力的公式A.1.1概述主应力不能直接获得而需根据所测应变进行计算。不同的应力条件下的计算公式如下。A.1.2单向应力情况σ0式中：0o--要计算的应力；E-—杨氏弹性系数；Eo--测得的应变。A.1.3主应力方向已知时的平面应力情况σ0σ90式中：v--泊松比。-30-A.1.4主应力方向未知时的平面应力情况1概述在此情况下，应采用由三个应变片构成的应变花进行测量。不同形式的应变花（45°、60°、120°）及其计算公式如下。245°应变片花tan⁡2σ1,2式中：φ0--0σ1σ2360°和1